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1、学生物理实验报告实验名称 固体导热系数的测定学院 专 业 班级报告人 学号同组人 学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期报告日期实验成绩批改日期实验目的用稳态法测出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较.实验仪器1 .数字毫伏表一般量程为20mV。3位半的LED显示，分辨率为10uV左右，具有极性自动转换功能。2 .导热系数测量仪一种测量导热系数的仪器，可用稳态发测量不良导体，金属气体的导热系数，散热盘参数实验原理傅里叶在研究了固体的热传定律后，建立了导热定律。他指出，当物体的内部有温度梯度存 在时，热量将从高温处传向低温处。如果在物体内部取两个垂直于热传导 方向，彼此相距为h的 两个平面
2、，其而积元为D,温度分别为7;和石，则有dt dx式中些.为导热速率，空为与面积元dS相垂直方向的温度梯度，“一”表示热董由高山dx 温区域传向低温区域，2即为导热系数，是一种物性参数，表征的是材料导热性能的优劣，其单 位为W/(m K),对于各项异性材料，各个方向的导热系数是不同的，常要用张量来表示。如图所示，A、C是传热盘和散热盘，B为样品盘，设样品盘的厚度为心，上下表面的面积各为二冰；，维持上下表面有稳定的温度7；和匚，这时通过样品的导热速率为在稳定导热条件下(7；和7;值恒定不变)可以认为：通过待测样品B的导热速率与散热盘的周围环境散热的速率相等，则冰水混合物FD-TX-FPZ-II导
3、热系数电压表图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装宜图可以通过铜盘C在稳定温度7；附近的散热速率9求出样品的导热速率丝。dt在稳定传热时，C散热盘的外表面积n佬2+2 口佬h“移去A盘后，C盘的散热外表而积2冰；+ 2nRchc因为物体的散热速率与散热面积成正比，所以冰cS+2九)加一心+2九.型dt 2rrRc(Rc + he) dt 2(Rc + he) dt1由比热容定St 2 = = me Cc , dtdtso dt弟”Q%+2 九 dTdtn 2(Rc+hc) dt所以兄一匕仙(心+2/“)dT、，冰;(/?c+/?c)一耳)z/实验步骤1 .用物理天平称出散热盘(铜盘)P的质量刃
4、，单次测量，其比热容：G3.8X 102J/kg - Co2 .用游标卡尺分别测出样品盘(橡皮)B铜盘P的直径和厚度/?各测六次，然后取平均值。3 .联线。如实验装置图4.9.1所示，发热盘A和散热盘P的侧而都有供安插热电偶的小孔，放置仪器时，此两孔都应与社瓦瓶在同一侧。以免线路错乱。将橡皮样 品B放入发热盘A与 散热盘C之间，在杜瓦瓶中放入冰水混合物，热电偶插入小孔时,要抹上些硅油，并插到洞孔底部，使热电偶测量端与铜盘接触良好。将一对热电偶的热端（红线 端）插入到发热盘A的小孔中，冷端插入杜瓦瓶中的细玻璃管中，与导热系数测量仪联接。另一 对热电偶的热端插入到散热盘C的小孔中，冷端插入杜瓦瓶中
5、的另一细玻璃管中，与导热系数测 量仪联接。它们的输出端分别接在控制面板上的“测1”、“测2”插孔中，通过测1、“测2” 转换开关接到数字电压表上。mv表输出端 题器 调节的调零旋钮，调零、FDFP2II型导热系 数电压表并与导热系数测量仪联接。4 .根据稳态法，必须得到稳定的温度分布，这就要等待较长的时间，为了提高效率，可先将 电源电压开关K拔至高档220V,开始加热，待人=3.5mv即可将开关改用低档110V,开风扇，待上 升至4.5mv左右时，关电源。通过手控调节电热板开关K, K的电压220V或110v或Ov槽，使7； 读数变化在土 0. 03mv范围内。然后每隔2分钟读一次数字电压表上
6、的相应温度示值，如此反 复，如在3min内样品上、下表而温度7；、石示值都不变，即可认为已达到稳态状态。将切换开 关拨向测2,测出斤、召温度。移去B盘，使A、C盘直接接触，使C盘温度升高0.4mV,每隔30 秒记一次，作图。实验数据与结果（1）实验数据记录（通的比热c=0. 09197/go C,比重8.9g/cnT2）表 2-19散热盘P：质量967. 4g半径Rp=1 /2Dp二12345Dp (cm)12. 89812.89812. 89812. 89812. 898Hp (cm)0. 8980. 8980. 8980. 8980. 898表2橡胶盘：半径Rb：!-20=1/2Db=cm
7、12345Dp (cm)12. 68212. 68212. 68212. 68212. 682Hp (cm)0. 7260. 7260. 7260. 7260. 726表2稳态是T1, T2的值（转换见附录:H212 的分度表)T1 =80. 5 T2=56. 912345Vt1 (mV)4. 5494. 5444. 5404. 5374. 534Vt2 (mV)3. 2303. 2273. 2233. 2213. 218时间（秒）306090120150180210240T2(mV)3. 7263. 6573. 6013.5i473. 4943.4423. 3913. 341温度65.464
8、. 263.262.361.360.459.558. 72.计算入和相对误差2由附表一，查至IJ 2. 27mV对应55.49, 2. 20mV对应54.匕(& +2/“)d7欣;(Rc+hc)(lTJch0.9136 * 380 * 7.80(12.962 + 2 * 7.80 )55.4 - 54 nozoz.二 0.26363.1415 * 12.9622(12.962 + 7.80)(2.82 2.24 )90 210相对误差:竺二哲+认+也+讪+如+到钿00%二2RR s2 he R ( 0.020.040.010.010.080.06n+= 2.8555%7.812.962.822
9、.247.812.962实验中电压读数误差为习=$?=() 01 ，游标卡尺的测量误差为0.02mm。实验结果分析1 .手动控制稳态时，要使温度稳定约1个小时左右；为缩短时间，为了提高效 率，可先 将电源电压开关K拔至高档220V,开始加热，特片=3 5mv即可将开关改用 低档110V,开风扇， 待上升至4. 5mv左右时，关电源。通过手控调节电热板开关K, K的电压220V或110v或Ov槽, 使7；读数变化在士 0.03mv范围内。然后每隔2分钟读一次数字电压表上的相应温度示值，如 此反复，如在3min内样品上、下表而温度7；、乙示值都不变，即可认为已达到稳态状态。将 切换开关拨向测2,测出片，7；温度。（可直接以电动势值代表温度值）2 .为使系统周IS环境保持不变，风扇一直开着。3 .在测试C的散热速率，取走试样B之前，一定要先关掉电源，然后再让圆筒与 圆盘C 接触，同时绝不能用手去碰触圆筒和圆盘。小心操作！否则会出事故，带来严 重烫伤后果。4 .在接通电源加热过程中，电压拨到220V上，加热口寸间不要超过20分钟，不 然会损坏 仪器。5 .实验结束后，切断电源，保管好测量样品。不要使样品两端划伤，以至影响 实验的精 度。教师评语
固体导热系数地测定实验报告材料
